L’enrichissement est-il essentiel au traitement du minerai de manganèse? Matière première essentielle à l’industrie sidérurgique, le minerai de manganèse nécessite une série de procédés d’enrichissement sophistiqués pour répondre aux exigences de pureté élevées de la sidérurgie et de la fabrication de batteries au lithium. L’enrichissement permet non seulement d’éliminer les impuretés (comme le silicium et le fer), mais aussi d’augmenter la teneur en manganèse (de 30 % à plus de 50 %), ce qui a un impact direct sur l’efficacité et les coûts de fusion ultérieurs. Cet article analyse cinq technologies d’enrichissement du minerai de manganèse hautement efficaces, notamment la séparation gravimétrique, la séparation magnétique, la flottation, l’enrichissement chimique et l’enrichissement combiné, offrant une compréhension complète du processus complet et des aspects techniques clés de la valorisation des ressources en minerai de manganèse.
L’enrichissement du minerai de manganèse est une étape clé pour accroître sa valeur. Parmi les technologies clés, on trouve la séparation gravimétrique, qui utilise la densité pour séparer les minéraux; la séparation magnétique, qui repose sur les différences magnétiques pour la purification; la flottation, qui utilise des réactifs pour enrichir les minéraux; l’enrichissement chimique, qui utilise des réactions chimiques pour éliminer les impuretés; et les procédés combinés, qui intègrent plusieurs technologies pour une meilleure efficacité. Cette initiative fournit principalement un guide unique aux sociétés minières sur la construction d’usines et l’optimisation des procédés.
Coup d'œil rapide
Technologie d'enrichissement du minerai de manganèse
1. séparation gravimétrique du minerai de manganèse
La séparation gravimétrique est une méthode éprouvée et économique pour séparer le minerai de manganèse. Elle exploite principalement les différences de densité entre le minerai de manganèse et les minéraux de gangue. Les équipements couramment utilisés comprennent des jigs, des tables vibrantes et des goulottes hélicoïdales. Les jigs sont particulièrement efficaces pour séparer les minerais d’oxyde de manganèse à gros grains (tels que le psilomélane et la pyrolusite). Après concassage et criblage, le minerai pénètre dans l’équipement de séparation gravimétrique. La pulsation de l’eau ou l’action d’un film incliné provoque la concentration du minerai de manganèse à haute densité, tandis que les stériles à faible densité sont évacués.
Principe
Le flux d’eau vertical alternatif dans le jig sépare le minerai en couches selon leur densité. Les particules de minerai de manganèse à haute densité se déposent dans les couches inférieures et la gangue à faible densité est évacuée avec le flux d’eau. La table vibrante utilise un mouvement alternatif asymétrique (vitesse verticale de 0,5 à 1,5 m/s) combiné à un flux d’eau transversal pour créer un zonage en éventail sur le lit incliné, permettant une séparation précise du minerai de manganèse fin (0,04 à 2 mm).
Avantages
Cette technologie présente des avantages remarquables, notamment un faible coût, l’absence de pollution chimique et une grande adaptabilité. Elle est particulièrement adaptée au traitement des minerais d’oxyde de manganèse à gros grains. Lors du prétraitement des minerais à faible teneur, 30 à 40 % des résidus peuvent être éliminés à l’avance, réduisant ainsi la charge des processus ultérieurs.
La séparation gravitaire présente certaines limites. Son efficacité est fortement influencée par la composition du minerai. Lorsque la densité du minerai de manganèse et celle des minéraux de gangue sont similaires, l’efficacité de la séparation diminue considérablement. De plus, pour les minerais de manganèse de granulométrie très fine (-0,074 mm), le taux de récupération de la séparation gravitaire est généralement faible, et il est souvent nécessaire de la combiner à d’autres méthodes de traitement des minéraux (comme la séparation magnétique ou la flottation) pour obtenir les performances de séparation souhaitées.
2. séparation magnétique du minerai de manganèse
La séparation magnétique est une méthode très efficace pour le traitement du minerai de carbonate de manganèse. Son principe fondamental est de séparer les propriétés magnétiques faibles du minerai de manganèse des propriétés non magnétiques des minéraux de gangue. Les minéraux de manganèse magnétiques courants comprennent la rhodochrosite et le psilomélane faiblement magnétique, tandis que les minéraux non magnétiques tels que le quartz et la calcite sont efficacement éliminés par séparation magnétique. En pratique, les procédés de séparation magnétique peuvent être classés en séparation magnétique à haute intensité (> 1 T) et séparation magnétique à faible intensité (0,1-0,3 T). La séparation magnétique à haute intensité est principalement utilisée pour séparer le minerai de carbonate de manganèse faiblement magnétique, tandis que la séparation magnétique à faible intensité convient à l’élimination des impuretés de fer magnétiques (comme la magnétite) du minerai.
Principe
Un séparateur magnétique à haute intensité utilise un système d’aimant permanent à base de terres rares pour générer un champ magnétique de haute intensité. Le minerai de carbonate de manganèse est attiré vers la surface du tambour, tandis que la gangue non magnétique est éjectée par la force centrifuge. Le procédé de séparation magnétique par voie humide nécessite une concentration contrôlée de la boue de 25 à 35 % et un gradient de champ magnétique de 500 à 2 000 T/m. Le fonctionnement continu est assuré par un processus en trois étapes : alimentation du minerai, séparation par champ magnétique, lavage et déchargement du minerai.
Scénarios d’application
Particulièrement adapté à l’élimination du fer du minerai de carbonate de manganèse à grains fins et à la purification du minerai de manganèse contenant des impuretés de magnétite.
3. Flottation du minerai de manganèse
La flottation est une technologie clé pour le traitement des minerais de manganèse complexes et réfractaires, notamment ceux présentant des particules fines et dispersées ou des compositions minérales complexes. Cependant, pour les minerais à forte teneur en boues, une pré-débouchage (cyclone + classification) est essentielle pour garantir les performances de la flottation. Cette technologie de flottation du manganèse convient également à la séparation des minerais polymétalliques (tels que les minerais de manganèse-plomb-zinc), permettant une utilisation optimale des ressources.
Principe
L’hydrophobicité de la surface minérale est manipulée par des réactifs pour réaliser la séparation. La flottation du minerai de manganèse nécessite des conditions alcalines, avec des acides gras comme collecteurs, combinés à du verre soluble pour supprimer la gangue de silicate. Pour les minerais de manganèse contenant du phosphate, du phosphate de sodium est ajouté pour supprimer l’apatite. Les machines de flottation utilisent l’aération et l’agitation (comme le modèle XCF-II), améliorant l’efficacité de la séparation en contrôlant le volume d’aération et l’épaisseur de la couche de mousse.
4. Enrichissement chimique du minerai de manganèse
L’enrichissement chimique est la solution idéale pour traiter les minerais de manganèse à très faible teneur et à forte teneur en impuretés. Par lixiviation à l’acide sulfurique/sulfite (lixiviation acide) ou à l’ammoniac-carbonate d’ammonium (lixiviation à l’ammoniac), le manganèse est converti en Mn⁺ soluble. La purification et l’électrolyse permettent ensuite d’obtenir du manganèse électrolytique d’une pureté pouvant atteindre 99,7 %. La lixiviation acide permet de traiter les minerais d’oxyde de manganèse difficiles à traiter, à forte teneur en phosphore et en silicium, avec des taux de lixiviation généralement supérieurs à 95 %, mais nécessite une concentration et une température d’acide sulfurique contrôlées.
5. Enrichissement combiné du minerai
Les combinaisons les plus courantes incluent la “séparation gravimétrique-séparation magnétique”, la “séparation magnétique-flottation” et le “grillage-séparation magnétique-lixiviation”. Ces technologies combinées offrent de solides capacités de traitement pour les minerais complexes (tels que les minerais à forte teneur en phosphore, à forte teneur en fer et les minerais polymétalliques), une augmentation de 15 à 30 % de la récupération des ressources et une réduction de la consommation d’énergie grâce à la séparation par étapes (par exemple, le pré-enrichissement et l’élimination des résidus réduisent le volume de traitement ultérieur).
- Séparation magnétique + flottation: Pour les minerais de fer-manganèse coexistants, 60 % des résidus sont d’abord éliminés par séparation magnétique forte, suivie d’une flottation pour récupérer les minéraux de manganèse, ce qui augmente la récupération globale de 25 %.
- Séparation gravimétrique + lixiviation chimique: Les minerais à faible teneur sont pré-enrichis par agitation, suivi d’une lixiviation à l’acide sulfurique, ce qui réduit la consommation d’acide de 40 % et produit un laitier à faible teneur en manganèse. Pour les minerais de manganèse altérés à forte teneur en boues, l’élimination des résidus par chute en spirale (pour éliminer 40 % des boues de faible teneur) est utilisée avant la lixiviation acide du concentré de séparation par gravité, réduisant ainsi la consommation d’acide de 50 %.
Cet article présente cinq technologies clés d’enrichissement du minerai de manganèse: la séparation gravimétrique, économique et pratique, convient aux minerais grossiers à faible teneur. La séparation magnétique sépare avec précision les minéraux de manganèse faiblement magnétiques. La flottation permet d’atteindre un taux de récupération supérieur à 85 % pour les minerais fins. L’enrichissement chimique peut augmenter la pureté des minerais à faible teneur à plus de 90 %. Des procédés combinés peuvent augmenter la récupération globale de 20 à 30 %. Un choix judicieux du procédé peut réduire considérablement les coûts de production et améliorer la qualité du concentré de manganèse. Besoin d’une solution d’enrichissement de minerai de manganèse sur mesure? Contactez-nous dès aujourd’hui. L’équipe d’experts de JXSC peut vous fournir des solutions et des équipements d’enrichissement sur mesure, adaptées à votre minerai complexe, à votre gisement à faible teneur et à vos exigences environnementales.